CN102484738B

CN102484738B - 3d屏幕尺寸补偿

Info

Publication number: CN102484738B
Application number: CN201080041423.8A
Authority: CN
Inventors: W.H.A.布鲁尔斯; R.B.M.克莱因古内维克; A.J.范达尔夫森; P.S.牛顿
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2009-09-16
Filing date: 2010-09-08
Publication date: 2015-08-12
Anticipated expiration: 2030-09-08
Also published as: JP5698243B2; BR112012005588A2; RU2012114878A; US20120206453A1; RU2559735C2; EP2478706A1; TWI542192B; JP2013504968A; WO2011033423A1; KR20120079101A; CN102484738A; TW201125353A

Abstract

一种设备，其把安排用于源空间观看配置的三维[3D]图像数据转换为用于在目标空间观看配置中的3D显示器的3D显示信号（56）。3D显示元数据具有目标宽度数据，其指示在目标空间观看配置中的3D显示器的目标宽度。处理器（52,18）通过用偏移O来改变图像L和R的相互水平位置而补偿在源空间观看配置和目标空间观看配置间的差异。处理器（52）检索为3D图像数据提供的源偏移数据以用于计算所述偏移O，并依赖于源偏移数据确定偏移O。有利地，观看者的3D感知基于检索到的源偏移数据被自动地适配为大致相同，而不管屏幕尺寸如何。

Description

3D屏幕尺寸补偿

技术领域

本发明涉及用于处理三维[3D]图像数据以便在目标空间观看配置中在3D显示器上显示给观看者的设备，该3D图像数据至少代表在源空间观看配置中要被再现给左眼的左图像L和要被再现给右眼的右图像R，其中被再现的图像具有源宽度，该设备包括处理器，用于通过用偏移O改变图像L和R的相互水平位置来补偿在源空间观看配置和目标空间观看配置间的差异，从而处理3D图像数据以生成用于3D显示器的3D显示信号。

本发明还涉及处理3D图像数据的方法，该方法包括如下步骤：通过用偏移O改变图像L和R的相互水平位置来补偿在源空间观看配置和目标空间观看配置间的差异，从而处理所述3D图像数据以生成用于3D显示器的3D显示信号。

本发明还涉及信号和记录载体，其用于转送3D图像数据以便在3D显示器上显示给观看者。

本发明涉及如下的领域：经由类似光盘或互联网那样的介质提供3D图像数据、处理3D图像数据以用于在3D显示器上显示以及用于经由高速数字接口——例如HDMI(高清晰度多媒体接口)——在3D图像设备和3D显示设备之间转送携带3D图像数据的显示信号，例如3D视频。

背景技术

用于作为源提供（sourcing）2D视频数据的设备是已知的，例如类似DVD播放器的视频播放器或提供数字视频信号的机顶盒。该设备要被耦合到例如电视机或监视器的显示设备。由来自设备的显示信号经由适当的接口——优选地是类似HDMI的高速数字接口——转送图像数据。目前，用于作为源提供和处理三维（3D）图像数据的3D增强设备正在被提出。同样，用于显示3D图像数据的设备正在被提出。为了将3D视频信号从源设备转送到显示设备，新的高数据速率的数字接口标准正在被开发，其例如是基于已存在的HDMI标准且与其相兼容的。

论文 “Reconstruction of Correct 3-D perception on Screens viewed at different distances; by R. Kutka; IEEE transactions on Communications, Vol.42, No.1, January 1994” 描述了观看者观看3D显示器时的深度感知，该显示器提供由观察者的左眼感知的左图像L和由观察者的右眼感知的有图像R。讨论了不同的屏幕尺寸的影响。提出了在立体图像间应用依赖尺寸的移位。该移位依赖于不同屏幕的尺寸比率被计算，并且被证明足够来重建正确的3-D几何图形。

US2004/233275描述了一种立体视频图像拾取设备和使用拾取装置即两个摄像机的显示系统。介质传送所述视频和关于该拾取装置的光轴交叉点的交叉点信息。此外，该设备测量在摄像机与交叉点之间的距离。

EP1089573A1描述了一种用于产生立体图像的方法。阐述了用于创建3D图像信号，即生成用于特定观看者配置的L和R图像的过程。

发明内容

尽管Kutka的论文描述了用于补偿不同屏幕尺寸的公式，并且该论文说明了在立体图像间依赖尺寸的移位是必须的且足以重建3D几何图形，但是它的结论是：移位仅仅必须在电视屏幕被建造或安装时被调整一次，且然后必须一直保持恒定。

本发明的一个目的是经由3D显示信号提供3D图像，所述3D图像被观看者感知为具有大体上如在3D图像数据源处的始发者所预期的3D效果。

为此目的，按照本发明的第一个方面，在开头段落中描述的设备包括：用于提供3D显示元数据的显示元数据装置，该3D显示元数据包括目标宽度数据，其指示在目标空间观看配置中显示的3D数据的目标宽度；用于检索源偏移数据的输入装置，该源偏移数据基于在源空间观看配置中的源宽度和观看者的源眼距而指示为所述3D图像数据提供的L图像和R图像间的双眼像差异（disparity），所述源偏移数据包括用于改变图像L和R的相互水平位置的偏移参数，该处理器还被安排来依赖于偏移参数而确定偏移O。

为此目的，按照本发明的第二个方面，一种方法包括以下步骤：提供3D显示元数据，该3D显示元数据包含目标宽度数据，其指示在目标空间观看配置中显示的3D数据的目标宽度；以及检索源偏移数据，所述源偏移数据基于在源空间观看配置中的源宽度和观看者的源眼距而指示为所述3D图像数据提供的L图像和R图像间的双眼像差异，所述源偏移数据包括用于改变图像L和R的相互水平位置的偏移参数；以及依赖于偏移参数而确定偏移O。

为此目的，3D图像信号包括：3D图像数据，其至少代表在源空间观看配置中要被再现给左眼的左图像L和要被再现给右眼的右图像R；和源偏移数据，其基于在源空间观看配置中的源宽度和观看者的源眼距而指示为所述3D图像数据提供的L图像和R图像间的双眼像差异，所述源偏移数据包括偏移参数，所述偏移参数用于确定偏移O以通过用偏移O改变图像L和R的相互水平位置来补偿在源空间观看配置和目标空间观看配置间的差异，该目标观看配置空间具有被显示的3D数据的目标宽度。

所述措施具有如下效果，即：在L和R图像间的偏移被调整，以使得对象看起来具有相同的深度位置而不管实际显示器的尺寸如何，并且是如源空间观看配置中所预期的。另外，源系统提供源偏移数据，所述源偏移数据基于在源空间观看配置中的源宽度和观看者的源眼距而指示在L图像和R图像间的双眼像差异。源偏移数据被设备检索并被应用来计算用于偏移O的实际值。源偏移数据指示存在于源3D图像数据中的双眼像差异、或是在具有已知尺寸的显示器处被显示时要被应用到源图像数据的双眼像差异。显示元数据装置提供3D显示元数据，其指示在目标空间观看配置中显示的3D数据的目标宽度。实际的偏移O是基于检索到的源偏移数据和目标3D显示元数据，特别是目标宽度。实际的偏移可以基于目标宽度和检索到的源偏移数据而被容易地计算出来，例如使用眼距E和源偏移，通过而计算。有利地，实际的偏移自动地适配（adapt）于为目标观看者显示的3D图像数据的宽度，以便提供源所预期的3D效果，所述适配通过提供所述源偏移数据而处在源的控制下。

在3D图像信号中提供源偏移数据具有以下好处：源偏移数据被直接耦合到源3D图像数据。实际的源偏移数据被输入单元检索并为接收设备所知，以及被用于如上所述的偏移的计算。检索源偏移数据可以包括从3D图像信号、从单独的数据信号、从存储器检索源偏移数据，和/或可以调用经由网络对数据库的访问。所述信号可以由类似光学记录载体的存储介质上所提供的标记的物理图案来体现。

应指出，源系统可以提供用于源空间观看配置的3D图像数据，源空间观看配置即所述图像数据针对其被制作并预期被用来为其显示的参考配置，例如电影院。该设备被配备来处理3D图像数据以使得显示信号适配于目标空间观看配置，例如家用电视机。然而，3D图像数据也可以被提供给标准的电视机，例如100cm，以及在家中250cm的家庭影院屏幕上显示。为了适应（accommodate）尺寸上的差异，所述设备处理源数据以适配于目标宽度数据，该目标宽度数据指示在具有目标观看者的目标眼距的目标空间观看配置中的3D显示器的目标宽度。目标眼距可以被固定为标准值，或可以为不同的观看者而进行测量或输入。

在一个实施例中，偏移参数包括如下至少一项：

-用于目标3D显示器的第一目标宽度的至少第一目标偏移值，处理器（52）被安排来依赖于第一目标宽度和目标宽度的对应关系而确定偏移O ；

-源偏移距离比率值，其基于

；

-用于具有以像素计的源水平分辨率的3D图像数据的源偏移像素值，其基于

O_sp = HP_s * E_s / W_s;

-源观看距离数据（42），其指示在源空间观看配置中的观看者到显示器的参考距离；

-边界偏移数据，其指示在左图像L的位置和右图像R的位置上的偏移O的分摊（spread）；

以及处理器（52）被安排来依赖于各个偏移参数而确定偏移O。所述设备被安排来以下列方式之一应用各个偏移数据。

基于第一目标宽度和实际目标宽度的对应关系，接收设备可以直接地应用所提供的目标偏移值。对于不同目标宽度的一些值也可以被包括在所述信号中。还可以应用内插或外推来补偿在供应的目标宽度和实际的目标宽度间的差异。应指出，线性内插正确地提供中间值。

实际偏移基于所提供的源偏移距离值或像素值被确定。可以按物理尺寸（如以米或英寸计）执行所述计算并随后被转换为像素，或者直接以像素计。有利地，偏移的计算被简化了。

目标偏移可以基于源观看距离而被针对实际的目标观看距离进行补偿。对于比无限远（infinity）近的物体，双眼像差异受观看距离的影响。当目标观看距离不是成比例地匹配于源观看距离时，深度失真出现。有利的是，该失真可以基于源观看距离被降低。

目标偏移基于边界偏移被在左和右图像上分摊。如果被移位的像素将在边界被裁剪，则应用针对3D图像数据所提供的这种分摊是特别有意义的。

在设备的实施例中，处理器（52）被安排用于以下至少一项：

-依赖于第一目标宽度和目标宽度的对应关系确定偏移O;

-把偏移确定为对于目标观看者的目标眼距和目标宽度的目标距离比率O_td ，所述确定是基于

O_td = E_t / W_t–O_sd;

-确定对于目标观看者的目标眼距和用于3D显示信号的目标宽度的以像素计的偏移，该3D显示信号具有以像素计的目标水平分辨率HP_t ，所述确定是基于

O_p = HP_t * E_t / W_t–O_sp ;

-依赖于源观看距离数据与第一目标偏移值、源偏移距离值和源偏移像素值中的至少一项的组合确定偏移O；

-依赖于边界偏移数据确定在左图像L的位置和右图像R的位置上的偏移O的分摊。

所述设备被安排来基于所定义的联系和所提供的源偏移数据而确定使用的实际偏移。有利的是，所述偏移的计算是有效的。应指出，参数眼距（）可以调用该设备来提供或获取特定的眼距值。可替换地，所述计算可以是基于对于眼距通常已接受的平均值，诸如65mm。

在所述设备的实施例中，源偏移数据包括对于第一目标宽度的、对于第一观看距离的至少第一目标偏移值 O_t11 以及对于第二观看距离的至少第二目标偏移值 O_t112 ，并且处理器被安排来依赖于第一目标宽度和目标宽度的对应关系以及实际观看距离和第一或第二观看距离的对应关系而确定偏移O。例如，实际偏移可以基于目标偏移值和观看距离的二维表格、依赖于实际目标宽度和实际观看距离而被选择。

应指出，在观看者距离成比例地相等时，即在参考配置中预期的源观看距离被乘以屏幕尺寸的比率，则在目标显示器上的实际的3D效果是大体上相同的。然而，实际的观看距离可以是不同的。3D效果不再能相同。有利地，通过提供对于不同观看距离的不同偏移值，实际的偏移值可以基于实际的观看距离而被确定。

在实施例中，所述设备包括用于提供观看者元数据的观看者元数据装置，观看者元数据定义观看者相对于3D显示器的空间观看参数，所述空间观看参数包括以下至少一项：

-目标眼距；

-观看者到3D显示器的目标观看距离；

以及处理器被安排来依赖于目标眼距和目标观看距离中的至少一项而确定偏移。

观看者元数据装置被安排来确定用户相对于3D显示器的观看参数。可以输入或测量观看者眼距，或可以设置观看者分类，例如儿童模式或老年人（设置比成人小的眼距）。观看距离也可以被输入或测量，或可以从其他的参数值中检索，例如用于与通常更接近于显示器的中心扬声器的距离的环绕声设置。这具有以下益处，即：实际的观看者眼距被使用来计算偏移。

在设备的实施例中，处理器被安排来确定对于观看者到3D显示器的目标观看距离的被补偿的偏移，源空间观看配置具有源观看距离，所述确定是基于

O_cv = O / (1 + D_t / D_s - W_t / W_s )。

针对如下的目标空间观看配置来确定被补偿的偏移，即：其中观看距离和源观看距离的比率不是按比例地匹配于屏幕尺寸比率W_t / W_s。

通常在家中的观看者距离和屏幕尺寸与电影院不匹配；典型地他将更远一些。以上所提到的偏移校正将不能使观看体验与在大屏幕上完全相同。本发明人发现，被补偿的偏移提供了改进的观看体验，特别是对于具有接近源屏幕的深度的对象。有利地，被补偿的偏移将补偿在常见视频材料中的大量对象，因为创作者通常使焦点对准（in focus）的对象的深度保持为靠近屏幕。

设备的实施例包括用于从记录载体检索源3D图像数据的输入装置。在另一个实施例中，源3D图像数据包括源偏移数据，并且处理器被安排来从源3D图像数据检索源偏移数据。这具有的益处是，经由诸如类似蓝光光盘（BD）那样的光记录载体的介质分发的源3D图像数据由输入单元从该介质中检索。而且，源偏移数据可以有利地从源3D图像数据中检索。

在可替换的另一个实施例中，源3D图像数据包括源参考显示尺寸和观看距离参数，并且处理器被安排来将这些参数嵌入到输出信号，该输出信号通过HDMI传送到接收器设备，即显示器。显示器被安排成使得它本身通过相比于参考屏幕尺寸为实际屏幕尺寸进行调整而计算所述偏移。

在设备的实施例中，处理器被安排来通过把以下的至少一项应用到预期用于显示区域的3D显示信号而适应所述相互改变的水平位置：

-裁剪由于所述改变而超出显示区域的图像数据；

-添加像素到3D显示信号的左和/或右边界以便扩展显示区域；

-缩放相互改变的L和R图像以适合于（fit）显示区域；

-裁剪由于所述改变而超出显示区域的图像数据，以及消隐在其他图像中的相应数据。当裁剪由于所述改变而超出显示区域的图像数据、以及消隐在其他图像中的相应数据时，得到幕布的错觉。

在应用所述偏移后，设备现在接纳（accommodate）所述处理选项之一来修改3D显示信号。有利地，通过裁剪在水平方向上超出当前像素数的任意像素，把信号保持在标准显示信号分辨率内。有利地，通过在水平方向上添加超出当前像素数的像素，扩展了标准显示信号分辨率，但是避免了在显示区域的左和右边缘处对于一只眼睛缺失一些像素。最后，有利地，通过缩放图像以在可用的水平线上映射在水平方向上超出当前像素数的任意像素，将信号保持在标准显示信号分辨率内，并且避免了在显示区域的左和右边缘处对于一只眼睛缺失一些像素。

按照本发明的设备和方法的其它优选实施例在所附权利要求中给出，其公开内容通过引用合并于此。

附图说明

参照在下面的描述中作为例子说明的实施例以及参照附图，本发明的这些和其他方面将变得明显，并且将被进一步阐述，其中

图1显示了用于处理三维（3D）图像数据的系统，

图2显示了屏幕尺寸补偿，

图3显示了用于屏幕尺寸补偿的边界效果，

图4显示了在控制消息中的源偏移数据，

图5显示了提供源偏移数据的播放列表中的部分，和

图6显示了观看距离的补偿，

图7显示了在补偿观看距离时幕布（curtain）的使用，

图8显示了在使用幕布时投射的图像。

这些图仅仅是概略性的，且并不是按比例绘制的。在图中，与已经描述的单元对应的单元具有相同的参考数字。

具体实施方式

图1显示了用于处理诸如视频、图形或其他视觉信息的三维（3D）图像数据的系统。3D图像设备10被耦合到3D显示设备13以用于转送3D显示信号56。

3D图像设备具有用于接收图像信息的输入单元51。例如该输入单元可以包括光盘单元38用于从类似DVD或蓝光光盘那样的光学记录载体中检索各种类型的图像信息。在实施例中，输入单元可以包括网络接口单元59以用于耦合到网络55，例如互联网或广播网，这样的设备通常被称为机顶盒。图像数据可以从远程媒体服务器57检索到。3D图像设备也可以是卫星接收器或直接提供显示信号的媒体服务器，即输出要被直接耦合到显示单元的3D显示信号的任何适当的设备。

3D图像设备具有耦合到输入单元51的图像处理器52，用于处理图像信息以便生成将要经由图像接口单元12转送到显示设备的3D显示信号56。处理器52被安排来生成包括在3D显示信号56中的图像数据用于在显示设备13上显示。所述图像设备被提供有用户控制单元15，用于控制图像数据的显示参数，比如对比度或颜色参数。

3D图像设备具有用于提供元数据的元数据单元11。该单元具有显示元数据单元112，用于提供定义3D显示器的空间显示参数的3D显示元数据。

在实施例中，元数据单元可以包括观看者元数据单元111，用于提供定义观看者相对于3D显示器的空间观看参数的观看者元数据。观看者元数据可以包括以下空间观看者参数的至少一项：观看者的瞳孔间距离，也称为眼距；观看者到3D显示器的观看距离。

3D显示元数据包括目标宽度数据，该目标宽度数据指示在目标空间观看配置中的3D显示器的目标宽度。目标宽度是观看区域的有效宽度，其通常等于屏幕宽度。观看区域也可以被不同地选择，例如3D显示窗口作为屏幕的一部分，与此同时保留屏幕的另外区域可用于显示类似字幕或菜单的其他图像。窗口可以是3D图像数据的缩放版本，例如画中画。窗口也可以被类似游戏或Java应用的交互式应用使用。应用可以检索源偏移数据，以及据此在窗口和/或周围区域（菜单等）中适配3D数据。目标空间观看配置包括或假设目标观看者的目标眼距。目标眼距可以被假设为标准平均眼距（如65mm）、被输入或测量的实际的观看者眼距、或由观看者设置的被选择的眼距。例如，当观看者中有儿童时，观看者可以设置具有较小眼距的儿童模式。

上述的参数定义了3D显示器和观看者的几何安排。源3D图像数据至少包括要被再现给左眼的左图像L和要被再现给右眼的右图像R。处理器52被构建用于处理为源空间观看配置安排的源3D图像数据，以生成用于在目标空间观看配置中的3D显示器17上显示的3D显示信号56。所述处理基于依赖于3D显示元数据的目标空间配置，该元数据可从元数据单元11得到。

源3D图像数据被如下地基于源空间观看配置和目标空间观看配置间的差异而转换为目标3D显示数据。此外，源系统提供指示L图像和R图像间双眼像差异的源偏移数据。例如，可以基于观看者的源眼距、指示当3D图像数据在源空间观看配置中显示时在其显示宽度处的双眼像差异。应指出，源系统提供用于源空间观看配置的3D图像数据，源空间观看配置即所述图像数据针对其被制作并预期被用来为其显示的参考配置，如电影院。

输入单元51被安排来检索源偏移数据。源偏移数据可被包括在源3D图像数据信号中，并被从其中检索。否则，源偏移数据可以被单独地转送，例如经由互联网或被手工输入。

处理器52被安排来通过以下方式处理3D图像数据以生成用于3D显示器的3D显示信号（56），即：通过用偏移O改变图像L和R的相互水平位置来补偿源空间观看配置和目标空间观看配置间的差异，以及处理器52被安排来依赖于源偏移数据确定偏移O。所述偏移被应用来用偏移O修改图像L和R的相互水平位置。通常两个图像被移位该偏移的50%，但替换地，仅仅一个图像可以移位（以全部偏移）；或可以使用不同的分摊。

在实施例中，源偏移数据包括边界偏移数据，其指示偏移O在左图像L的位置和右图像R的位置上的分摊。处理器被安排成基于边界偏移数据来确定分摊，即总偏移的一部分被应用于左图像以及偏移的剩余部分被应用于右图像。边界偏移可以是在3D图像信号中的参数，例如在图4或图5中显示的表格中的另外的元素。边界偏移可以是百分比，或仅仅是几个状态位，其指示仅仅左移位、仅仅右移位或双方各50%。如果被移位的像素将如下所述地在边界处被裁剪，则应用在3D图像数据中包括的分摊是特别有意义的。偏移的这种不对称分配改善了裁剪的效果，裁剪会使一些像素在L和R图像被移位时丢失。取决于图像的类型，在屏幕左或右边缘的像素可能在内容中起重要的作用，例如他们可以是主要演员的脸的一部分或是为了避免所谓的“边界效应”而人工创建的3D幕布。偏移的不对称分配去除了观看者不太可能集中他/她的注意力的地方的像素。

应指出，用于确定和应用偏移的功能在下面具体地描述。通过计算和应用偏移，处理器使显示信号适配于目标空间观看配置，例如家庭电视机。源数据被适配于目标宽度数据，目标宽度数据指示在具有目标观看者的目标眼距的目标空间观看配置中3D显示器的目标宽度。效果参照下面的图2和图3进一步解释。

源眼距和目标眼距两者可以是相等的，固定为标准值，或者也可以是不同的。通常，为了适应屏幕尺寸的差异，偏移通过以下方式计算：目标宽度和源宽度之比乘以减去源眼距后的目标眼距。

目标空间观看配置定义了在实际观看空间中的实际屏幕的设置，该屏幕具有某个物理尺寸以及还具有3D显示参数。所述观看配置还可包括实际观众（viewer audience）的位置和安排，例如显示屏幕到观看者眼睛的距离。应指出，在当前的方法中，观看者是在仅有单个观看者存在的情形下被讨论的。明显的是，也可以存在多个观看者，并且空间观看配置和3D图像处理的计算可以被适配以便向所述多个观看者提供最好的可能的3D体验，例如使用平均值、用于特定观看区域或特定类型观看者的最佳值等等。

3D显示设备13用于显示3D图像数据。该设备具有显示接口单元14以用于接收3D显示信号56 ，该3D显示信号包括从3D图像设备10转送的3D图像数据。该显示设备被提供有另外的用户控制单元16，用于设置显示器的显示参数，诸如对比度、颜色或深度参数。所转送的图像数据在图像处理单元18中按照来自用户控制单元的设置命令被处理，并基于3D图像数据生成用于在3D显示器上再现3D图像数据的显示控制信号。该设备具有3D显示器17，其接收用于显示所处理的图像数据的显示控制信号，3D显示器17例如是双LCD或透镜式LCD。显示设备13可以是任意类型的立体显示器，也称为3D显示器，并且其具有由箭头44所指示的显示深度范围。

在实施例中，3D图像设备具有元数据单元19用于提供元数据。该元数据单元具有显示元数据单元192，用于提供定义3D 显示器的空间显示参数的3D显示元数据。它还可以包括观看者元数据单元191，用于提供定义观看者相对于3D显示器的空间观看参数的观看者元数据。

在实施例中，提供观看者元数据是在3D图像设备中被执行，例如通过经由用户接口15设置各自的空间显示或观看参数来进行。替换地，提供显示和/或观看者元数据可以在3D显示设备中被执行，例如通过经由用户接口16设置各自的参数来进行。此外，用来使源空间观看配置适配于目标空间观看配置的3D数据的所述处理可以在所述设备的任一个中执行。

在实施例中，显示设备中的3D图像处理单元18被安排用于以下功能，即：处理被安排用于源空间观看配置的源3D图像数据，以便生成在目标空间观看配置中在3D显示器上显示的目标3D显示数据。该处理在功能上等同于针对3D图像设备10中的处理器52所描述的处理。

因此，在所述系统的各种安排中，提供所述元数据和处理3D图像数据是在图像设备或3D显示设备中被提供的。而且，两个设备可以组合成单个多功能的设备。因此，在所述各种系统安排中的这两个设备的实施例中，图像接口单元12和/或显示接口单元14可以被安排来发送和/或接收所述观看者元数据。显示元数据也可以经由接口14从3D显示设备转送到3D图像设备的接口12。应指出，源偏移数据，例如值，可以由3D图像设备进行计算并且由3D图像设备将其包括在3D显示信号中用于在3D显示设备中处理，例如在HDMI信号中。

替换地应指出，源偏移数据可以在显示器中依据由3D图像设备嵌入到3D显示信号中(如在HDMI信号中)的参考显示尺寸和观看距离来确定。

3D显示信号可以通过适当的高速数字视频接口被转送，比如熟知的HDMI接口（例如参见“High Definition Multimedia Interface Specification Version 1.3a of 2006年11月10日），被扩展来规定如下定义的偏移元数据和/或诸如参考显示尺寸和观看距离的显示元数据，或者由图像设备计算和由显示设备应用的偏移。

图1还显示了作为3D图像数据载体的记录载体54。该记录载体是圆盘状的，并具有轨道和中心孔。由一系列物理上可检测的标记构成的轨道被按照圈（turn）的螺旋状或同心图案安排，构成在信息层上大体上平行的轨道。所述记录载体可以是光学可读的，称为光盘，例如CD、DVD或BD（蓝光光盘）。信息在信息层上被沿轨道的光学可检测的标记表示，例如凹坑（pit）和平台（land）。轨道结构也包含位置信息，例如头标和地址，用于指示常称为信息块的信息单元的位置。记录载体54具有体现3D图像信号的物理标记，3D图像信号代表用于为观看者在3D显示器上显示的数字编码的3D图像数据。记录载体可以通过以下方法制造，即：首先提供母盘，随后通过压制和/或模制以提供物理标记图案来倍增（multiply）产品。

以下的部分提供了人类对深度的三维感知的概观。3D显示器在以下的意义上不同于2D显示器，即：它们可以提供更加生动的深度感知。这是因为它们提供了比2D显示器更多的深度线索而实现的，2D显示器仅仅可以显示单眼深度线索和基于运动的线索。

单眼（或静态或2D）深度线索可以通过使用单只眼睛从静态图像获得。画家经常在他们的绘画中使用单眼线索来创建深度的感觉。这些线索包括相对尺寸、相对于水平的高度、遮挡、透视、纹理梯度和照明/阴影。

双眼的双眼像差异是从我们的双眼看到稍微不同的图像的事实得到的深度线索。为了在显示器中重建双眼的双眼像差异，要求显示器可以分割用于左眼和右眼的视图以使得每只眼睛在显示器上看到稍微不同的图像。可以重建双眼的双眼像差异的显示器是特殊的显示器，我们将称其为3D或立体显示器。3D显示器能够沿着实际上由人眼感知的深度维度来显示图像，在本文档中称为具有显示深度范围的3D显示器。因此3D显示器提供不同的视图给左眼和右眼，称为L图像和R图像。

能够提供两种不同视图的3D显示器已经存在很长时间了。它们中的大部分是基于使用眼镜来分离左眼视图和右眼视图的。现在随着显示器技术的进步，新的显示器已经进入市场，其可以不使用眼镜而提供立体视图。这些显示器被称为自动立体显示器。

图2显示了屏幕尺寸补偿。该图以顶视图显示了具有屏幕22的源空间观看配置，屏幕22具有由箭头W1指示的源宽度。到观看者的源距离由箭头D1指示。源空间观看配置是源材料针对其而被制作的参考配置，例如电影院。观看者的眼睛（左眼=Leye，右眼=Reye）已被示意性地指示并被假设为具有源眼距。

该图也显示了具有屏幕23的目标空间观看配置，屏幕23具有由箭头W2指示的源宽度。到观看者的目标距离由箭头D2指示。目标空间观看配置是3D图像数据在其中显示的实际配置，例如家庭影院。观看者的眼睛已被示意性地指示并被假设为具有目标眼距。在图中，源眼睛和目标眼睛一致并且。观看距离也被以与屏幕宽度的比率成比例地选择（因此W1/D1=W2/D2）。

在图中，虚拟对象A由Reye看到处在屏幕W1上的RA处，由Leye看到处在LA处。当原始图像数据在屏幕W2上没有任何补偿地被显示时，RA变为在W2上的缩放位置上的RA’，类似地LA->LA’。因此，在没有补偿的情况下，在屏幕W2上对象A被感知为在A’处（因此深度位置在两个屏幕上看起来不同）。而且，-oo（无限远）变为-oo’，其不再处于实际的-oo处。

下面的补偿被应用来校正上述的在深度感知中的差异。在W2上的像素将按偏移21被移位。在设备的实施例中，处理器被安排用于基于目标眼距等于源眼距的所述转换。

在设备的实施例中，处理器被安排用于基于包含指示比率E_s / W_s的源偏移参数的源偏移数据的所述补偿。针对源眼距E_s 和源宽度 W_s 的比率的单个参数值允许通过以下方式来计算所述偏移，即：按照E_t / W_t来确定用于在目标配置中无限远处的对象的偏移值，并减去源偏移值。该计算可以按物理尺寸（如以米或英寸计）来执行并随后被转换为像素，或直接以像素计算。源偏移数据是源偏移距离值O_sd ，其基于

O_sd = E_s / W_s

处理器52被安排来对于目标观看者的目标眼距和目标宽度而确定偏移，所述确定是基于：

O = E_t / W_t–O_sd ;

实际的显示信号通常以像素表达，即目标水平像素分辨率HP_t 。用于具有以像素计的源水平分辨率HP_s 的3D图像数据的源偏移像素值O_sp是基于

O_sp = HP_s * E_s / W_s

对于以像素计的偏移O_p 的公式因而是：

O_p = O * HP_t / W_t = HP_t * E_t / W_t–O_sp 。

因为该公式的第一部分对于特定的显示器是固定的，所以它可以按下式仅计算一次：

O_tp = HP_t * E_t / W_t

因此，对于具有所述源偏移值的3D图像信号，所计算的偏移仅仅是减法：

O_p = O_tp–O_sp

在例子中，实际值为眼距=0.065m，W2 = 1m, W1 = 2m, HP = 1920，这导致偏移O_sp = 62.4像素，以及 O_p = 62.4 像素。

从图中由此得出结论，不正确的深度位置 A’现在被补偿，因为对于Reye来说RA’变为了RA’’，并且对象A被看到在屏幕W2上再次处在和屏幕W1上的同一深度。位置-oo’也变成了-oo’’，其现在又处于实际的-oo处。

令人吃惊的是补偿的深度对于所有的对象均是正确的，换句话说，由于偏移校正，所有的对象看起来处在相同的深度，并且因此在目标空间观看配置中的深度印象与在源空间观看配置中的深度印象是相同的（例如正像导演在大屏幕上所预期的那样）。

为了计算所述偏移，源的原始偏移必须被知道，例如像通过3D图像数据信号来提供的源偏移数据O_s，所述3D图像数据信号被存储在记录载体上或通过网络分发。目标屏幕尺寸也必须作为显示元数据而被知道。显示元数据可以从如上描述的HDMI信号得到，或可以由用户输入。

播放器应当应用所计算的偏移（基于O_s和W_t）。可以看到，通过应用特定的偏移，对象A被看到准确地处在与影院中相同的地方。对所有对象现在都如此，因而在家中的观看体验是完全一样的。因此在实际屏幕尺寸和源配置间的差异被修正。替换地，显示器要么应用来自嵌入在3D显示图像信号中的偏移的已计算的偏移，要么依据嵌入在3D显示图像信号中（例如通过HDMI）的参考屏幕宽度和观看距离来计算偏移。

在实施例中，设备（播放器和/或显示器）还可以允许观看者设置不同的偏移。例如，该设备可以允许用户设置首选项来缩放偏移，例如缩放到标称偏移的75%。

在设备的实施例中，该设备包括观看者元数据装置，用于提供定义观看者相对于3D显示器的空间观看参数的观看者元数据，所述空间观看参数包括目标眼距。实际的观看者眼距将被用于计算所述偏移。观看者可以实际上输入他的眼距、或者可以执行测量、或者可以设置观看者分类，如儿童模式或老年人。该分类由所述设备进行转换，以便设置不同的目标眼距，如对于儿童的、比对于成人的更小的眼距。

图3 显示了用于屏幕尺寸补偿的边界效果。该图是类似于图2的顶视图，它显示了具有屏幕34的源空间观看配置，屏幕34具有由箭头W1指示的源宽度。到观看者的源距离由箭头D1指示。该图也显示了具有屏幕35的目标空间观看配置，屏幕35具有由箭头W2指示的源宽度。到观看者的目标距离由箭头D2指示。在图中，源眼睛和目标眼睛一致并且。观看距离也被以与屏幕宽度的比率成比例地选择（因此W1/D1=W2/D2）。由箭头31、32、33指示的偏移被如以上阐述地应用来补偿屏幕尺寸差异。

在图中，虚拟对象ET在屏幕W1的最左边界，并被假设为在屏幕W1的深度34处。该对象在L图像中显示为ET’，且也处在未修正的R图像中。在把偏移31应用到R图像后，该对象被显示在ET’’。观看者将再次感知该对象处在原始深度处。位置-oo’也变为-oo’’，因此对象现在再次处于实际的-oo。

然而，在屏幕W2的最右边界出现了问题，因为由于屏幕W2结束于EB’，所以在屏幕W2上的对象EB’不能被移位到EB’’。因此，在边界处需要采取措施，即：如果L图像和R图像都按照所述偏移被移位的话（通常给每个图像所述偏移的50%，但将总偏移不同地划分也是可能的），则在两个边界处都需要。现在解释几个选项。设备在应用所述偏移后，接纳所述处理选项之一来修改3D显示信号。

在设备的实施例中，处理器被安排来通过以下方式适应所述的相互改变的水平位置，即：把以下的至少一项应用到预期用于显示区域的3D显示信号：

-裁剪由于所述改变而超出显示区域的图像数据；

-添加像素到3D显示信号的左和/或右边界以便扩展显示区域；

-缩放相互改变的L和R图像以适合于显示区域；

-裁剪由于所述改变而超出显示区域的图像数据，以及消隐在其他图像中的相应的数据。当裁剪由于所述改变而超出显示区域的图像数据、以及消隐在其他图像中的相应的数据时，得到幕布的错觉。

第一处理选项是裁剪在水平方向上超出当前像素数的任何像素。裁剪使信号保持在标准显示信号分辨率内。在该图中，这意味着ET’’的左边的部分必须被裁剪，例如用黑色像素填充。在右边界，由右眼看到的EB在没有修正的情况下被映射到EB’，并且在偏移修正后它将变为EB’’。然而，EB’右边的像素不能被显示，于是被丢弃。

在实施例中，水平分辨率相对于原始分辨率被稍微地增加。例如，3D图像数据的水平分辨率是1920像素，而显示信号中的分辨率被设置为2048像素。在水平方向上添加超出当前像素数的像素扩展了标准显示信号分辨率，但避免了在显示区域的左和右边缘处对于一只眼睛缺失一些像素。

应指出，最大的物理偏移总是小于眼距。在参考屏幕W1非常大（例如对于大型影院是20m）而用户屏幕非常小（例如对于小型膝上型计算机是0.2m）时，由上述偏移公式确定的偏移大约是眼距的99%。对于这样的小屏幕的以像素计的扩展将大约是0.065 / 0.2 * 1920 = 624像素，并且总数将是1920+624 = 2544 像素。总的分辨率可以被设置为2560像素（对于高分辨率显示信号的通常值），其适应于对于非常小的屏幕的偏移。对于0.4m宽的屏幕，最大的扩展将是0.065 / 0.4 * 1920 = 312 像素。因此为了能够显示这样的信号，屏幕水平尺寸必须扩大（用对应于“最大偏移”的值）。应指出，3D显示器的实际屏幕尺寸可以按照对于该屏幕的物理尺寸所期望的最大偏移而被选择，即用大约眼距来扩展物理屏幕宽度。

替换地或另外地，L和R图像可以被缩减以在可用的水平分辨率上映射像素的总数（包括在水平方向上超出原始像素数的任何像素）。因此，显示信号适合于标准的显示信号分辨率。在上面实际的例子中，对于0.2m的屏幕，扩展的分辨率2544将被缩减到1920。缩放可以仅应用在水平方向上（导致原始纵横比的稍微变形），或也可以应用到垂直方向上，导致在屏幕顶部和/或底部的一些黑条区域。缩放避免了在显示区域的左和右边缘处对于一只眼睛缺失像素。缩放可在生成显示信号之前由源设备施加，或者在接收已经应用偏移且具有上述的扩展水平分辨率的3D显示信号的3D显示设备中施加。通过缩放图像以在可用的水平线上映射超出水平方向上的当前像素数的像素，使信号保持在标准的显示信号分辨率内，并且避免了在显示区域的左和右边缘处对于一只眼睛缺失一些像素。

替换地或另外地，作为对第一处理选项（裁剪）的扩展，当R图像被裁剪时，L图像中的相应区域被消隐。参照图7，当偏移33被应用到R图像时，在该图像中的区域71将按先前解释地被裁剪。在感官上这意味着，先前从屏幕上凸出（protrude）——被某些观看者认为壮观的效果——的对象现在会是（部分地）在屏幕后面。为了修复这种“凸出”效果，有可能在屏幕的右边在距用户某个距离处（其与原始屏幕34的位置相同）创建窗帘的错觉。换言之，在应用偏移之前从屏幕凸出的对象仍具有凸出的错觉，但是现在是相对存在于原始显示器位置处的人为创建的窗帘。为了创建这个窗帘错觉，与被裁剪的右图像中的区域相对应的左图像中的区域被消隐（用黑色盖写）。

这将在图8中进一步举例说明。在顶部，用L图像中的对象84（黑色）和对应的R图像中的对象85（灰）显示源L和R图像81。当偏移33被应用到R源图像时，通过把裁剪区域87和黑色区域86插入到R图像中而得到结果82，因而导致更少程度的“凸出”。在进一步的步骤中，L图像中的区域88也被设置为黑色而导致83，从而在屏幕的右侧、在原始屏幕34的位置处创建窗帘的错觉。当偏移33被分割为用于右图像的部分偏移和用于左图像的相对互补偏移时，可以通过消隐右图像左侧上的相应区域而在显示器左侧创建类似的窗帘。

上述可替换的选项可以被组合和/或被部分地应用。例如，在水平方向上应用大幅缩放常常并非内容所有者和/或观看者首选的。缩放可以被限制以及在缩放后与偏移像素量中的某种裁剪相组合。移位也可以以对称或不对称的方式进行。在3D图像信号中可以包括有标志或参数，以便给予创作者对如何裁剪和/或移位的控制（例如，缩放从-50到+50，0意味着对称，-50意味着全部在左侧裁剪，+50意味着全部在右侧裁剪）。该移位参数将被乘以计算的偏移来确定实际的移位。

3D图像信号主要包括源3D图像数据，其至少代表要为左眼再现的左图像L以及要为右眼再现的右图像R。另外地，3D图像信号包括源偏移数据和/或参考屏幕尺寸以及观看距离。应指出，所述信号可以由提供在存储介质上的标记的物理图案来体现，所述存储介质类似图1所示的光学记录载体54。源偏移数据按照3D图像信号的格式被直接地耦合到源3D图像数据。该格式可以是对于类似蓝光光盘（BD）的已知存储格式的扩展。现在将描述用于包括源偏移数据和/或偏移数据和/或参考屏幕尺寸以及观看距离的各种选项。

图4显示在控制消息中的源偏移数据。控制消息可以是包括在3D图像信号中的标志（sign）消息，用于通知解码器如何处理信号，例如作为按照扩展BD格式的MVC相依的基本视频流的一部分。所述标志消息被格式化为类似在MPEG系统中定义的SEI消息。该表格显示了在视频数据中对于特定瞬间的偏移元数据的语法。

在3D图像信号中，源偏移数据至少包括参考偏移41，其指示在源屏幕尺寸（图2中的W1）上按源眼距E_s的源偏移。可包括另外的参数：在源空间观看配置中观看者到屏幕的参考距离42（图2中的D1）。在该例子中，源偏移数据被存储在视频和图形偏移元数据中，或存储在用于立体视频的STN表格中的播放列表中。另外的选项是实际地包括偏移元数据，其指示对于特定的目标屏幕宽度，左视图和右视图的以像素计的移位量。如上解释的，此移位将创建不同角度的双眼像差异来补偿不同的显示尺寸。

应指出，其他的偏移元数据可以被存储在相依的编码视频流中的标志消息中。典型地，相依的流是携带用于“R”视图的视频的流。蓝光光盘技术规范要求：这些标志消息必须被包括在流中并由播放器处理。图4显示了元数据信息的结构连同参考偏移41如何被携带在标志消息中。参考偏移被包括以用于每一帧；替换地，源偏移数据可被提供用于较大的分段，例如用于一组图片、用于某个镜头、用于整个视频节目、经由播放列表等等。

在实施例中，源偏移数据也包括如图4所示的参考观看距离42。参考观看距离可以如上所解释地被使用来核实实际的目标观看距离是否在比例上是正确的。此外，参考观看距离可以被使用来适配目标偏移，正如下面所解释的。

图5显示了提供源偏移数据的播放列表的部分。该表格被包括在3D图像信号中，并且显示了在立体视图表格中流的定义。为了降低源偏移数据的量，参考偏移51（或可选择地是参考观看距离52）现在被存储在BD技术规范的播放列表中。这些值对于整部电影可以是始终如一的，并且不需要在帧的基础上发信号通知。播放列表是指示播放项目序列的列表，所述播放项目共同构成了放映（presentation），播放项目具有开始和结束时间并且列出在播放项目的持续时间期间哪些流应被回放。对于3D立体视频的回放，这样的表格被称为STN_table_for_Stereoscopic（用于立体的STN表格）。该表格提供了流标识符的列表，用来识别应该被解码并在播放项目期间呈现的流。含有右眼视图的用于相依的视频流（称为SS_dependent_view_block（SS相依的视图块））的条目包括屏幕尺寸和观看距离参数，正如图5所示的。

应指出，参考观看距离42、52是可选的参数，用来把源空间观看配置的设置给予（confer）实际观看者。该设备可以被安排成基于参考屏幕尺寸和目标屏幕尺寸的比率来计算最佳目标观看距离：

D_t = D_ref * W_t / W_s

目标观看距离可以被显示给观看者，例如经由图形用户界面被显示。在实施例中，观看者系统被安排成测量实际观看距离，并且向观看者指示最佳距离，例如当观看者处于正确的目标观看距离时通过绿色指示器指示，以及当观看者太近或太远时通过不同的颜色指示。

在3D图像信号的实施例中，源偏移数据至少包括对于目标3D显示器的相应第一目标宽度的第一目标偏移值，用于使得能基于依赖于目标宽度和第一目标宽度的比率的偏移而进行图像L和R的相互水平位置的所述改变。基于第一目标宽度和实际显示屏幕上的实际目标宽度的对应关系，接收设备可以直接地应用所提供的目标偏移值。对于不同目标宽度的一些值也可以被包括在信号中。而且，内插或外推可以被应用于补偿在所提供的目标宽度和实际目标宽度间的差异。应指出，线性内插正确地提供中间值。

应指出，对于不同目标宽度的一些值的表格也允许内容创建者控制被应用的实际偏移，例如基于创建者对于在各个目标屏幕尺寸处3D效果的首选项，把进一步的修正添加到所述偏移。

在使得立体3D数据能在3D图像信号中被携带时向3D图像信号添加依赖屏幕尺寸的移位，可牵涉到定义在再现3D图像信号的显示器的显示屏幕尺寸和由内容制作者定义的移位间的关系。

在简化的实施例中，这种关系可以通过包括在屏幕尺寸和移位之间的关系的参数来被代表，在优选实施例中关系是固定的。然而，为了适应更广范围的解决方案和为内容制作者提供灵活性，该关系优选地借助于在3D图像信号中的表格而被提供。通过在数据流中并入这样的数据，制作者能控制是否应该应用依赖屏幕尺寸的移位。而且，变得有可能也将用户首选项设置考虑在内。

所提出的偏移优选地被应用于立体视频信号以及任何图形覆盖。

本发明的以及上面提到的表格的可能应用是；其对于为BD标准提供3D扩展的应用。

在优选的实施例中，SDS首选项字段被添加到指示用户的回放设备的输出模式首选项的回放设备状态寄存器。以下被称为PSR21的这个寄存器可以指示用户首选项以便应用依赖屏幕尺寸的移位（SDS）。

在优选的实施例中，SDS状态字段被添加到指示回放设备的立体模式状态的回放设备状态寄存器，该寄存器以下被称为PSR22。该SDS状态字段优选地指示当前正在被应用的移位的值。

在优选的实施例中，屏幕宽度字段被添加到指示再现回放设备的输出的设备的显示能力的回放设备状态寄存器，在以下被称为PSR32。优选地，屏幕宽度字段值通过信令从显示设备本身获得，但替换地，字段值由回放设备的用户提供。

在优选的实施例中，表格被添加到播放列表扩展数据，用于提供定义屏幕宽度和移位之间的关系的条目。更优选地，在表格中的条目是16位的条目。优选地，所述表格条目也提供标记来否决（overrule）SDS首选项设置。替换地，所述表格被包括在剪辑信息扩展数据中。

对于包括在播放列表扩展数据中的SDS_table()的例子在下文被提供为表格1。

语法	位数	助记符
			sds_table() {
length	16	uimsbf
			overrule_user_preference	1	uimsbf
reserved _for_future_use	7	bslbf
			number_of_entries	8	uimsbf
for (entry=0;
			entry< number_of_entries;
entry++) {
			screen_width	8	uimsbf
sds_direction	1	bslbf
			sds_offset	7	uimsbf
}
			}

表格1，优选的SDS_table()语法。

length（长度）字段优选地指示紧随这个长度字段并且直到SDS_table()结尾的SDS_table()的字节数，优选地，长度字段是16位，更可选地其被选择为32位。

overrule_user_preference字段优选地指示允许或阻止用户首选项的应用的可能性，其中更优选地，值1b指示用户首选项被否决，值0b指示用户首选项奏效（prevail）。当该表格被包括在剪辑信息扩展数据中时，overrule_user_preference字段优选地被从该表格中分离并被包括在播放列表扩展数据中。

number_of_entries 字段指示存在于该表格中的条目数，screen_width字段优选地指示屏幕的宽度。更优选地，这个字段定义了活动画面区域的以cm计的宽度。

sds_direction标记优选地指示偏移方向，而sds_offset字段优选地指示以像素计的、除以2的偏移。

表格2显示了指示输出模式首选项的回放设备状态寄存器的优选实现。这个寄存器被称为PSR21，代表用户的输出模式首选项。在SDS首选项字段中的值0b暗示没有应用SDS，而在SDS首选项字段中的值1b暗示应用了SDS。当输出模式首选项的值是0b时，则SDS首选项也应设置为0b。

优选地，回放设备导航命令，和/或在BD的情形下，BD-java应用不能改变这个值。

表格2，PSR21的优选实施例。

表格3显示了指示回放设备的立体模式状态的回放设备状态寄存器的优选实现，该状态寄存器以下被称为PSR22。PSR22代表在BD-ROM播放器情形下的当前输出模式和PG TextST对齐（Alignment）。当包含在PSR22中的输出模式的值被改变时，主要视频的输出模式、PG TextST和交互图形流应当相应地被改变。

当包含在PSR22中的PG TextST对齐的值被改变时，PG TextST对齐应当相应地被改变。

在表格3内，字段SDS方向指示偏移方向。SDS偏移字段包含以像素计的、除以2的偏移值。当SDS方向和SDS偏移的值被改变时，在播放器的视频输出的左视图和右视图间的水平偏移相应地被改变。

表格3，立体模式状态寄存器。

表格4显示了指示显示能力的回放设备状态寄存器的优选的实施例，下面被称为PSR23。在下文中给出的屏幕宽度字段优选地指示被连接的TV系统的以cm计的屏幕宽度。值0b优选地意味着屏幕宽度未定义或未知。

表格4，显示能力状态寄存器。

在可替换的实施例中，应用偏移的设备是显示器。在该实施例中，来自表格1的偏移和参考屏幕尺寸、或宽度和参考观看距离由图像或回放设备（BD-播放器）通过HDMI传送到显示器。在回放设备中的处理器把例如参考显示元数据嵌入到HDMI厂家特定的信息帧。HDMI中的信息帧是值的表格，其被包含在通过HDMI接口传送的分组内。这样的信息帧的部分格式的例子显示在下面的表格5中。

表格5，HDMI厂家特定的信息帧分组语法。

以下的表格6显示了两种类型的厂家特定的信息帧，其可被使用来携带显示元数据，诸如目标偏移和参考屏幕宽度。来自表格1的偏移和/或参考屏幕宽度参数被携带在ISO23002-3参数中，或者新的元数据类型被特别地定义来用于传送来自表格1的显示元数据。

3D元数据类型：

值	含义
		000	3D_Ext_Metadata包含有在ISO23002-3第6.1.2.2和6.2.2.2节中定义的视差信息
001	3D_Ext_Metadata 包含有偏移和参考屏幕宽度及观看距离
		010-111	保留供将来使用

表格6，3D元数据类型。

在3D元数据类型=001的情形下，3D元数据1…N被填充下列值：

。

替换地，目标偏移和参考屏幕宽度及距离都被携带在如ISO23002-3中定义的视差信息字段中。ISO23002-3定义了如下字段：

3D_Metadata_1 = parallax_zero[15…8]

3D_Metadata_2 = parallax_zero[7…0]

3D_Metadata_3 = parallax_scale [15…8]

3D_Metadata_4 = parallax_scale [7…0]

3D_Metadata_5 = dref [15…8]

3D_Metadata_6 = dref [7…0]

3D_Metadata_7 = wref[15…8]

3D_Metadata_8 = wref[7…0]

我们提出，偏移和参考屏幕宽度及观看距离被携带在如下的ISO23002-3元数据字段中：

parallax_zero = sds_offset (参见表格1)

parallax_scale = sds_direction

dref = view_distance

wref = screenwidth

并不是所有的sds_offset、sds_direction、view_distance和screenwidth都需要被提供。在一个实施例中只需提供sds_offset和sds_direction。这些可以基于公式或使用图4中的表格而如先前描述的在图像设备中被计算。在这种情形下，显示设备直接地把偏移应用到3D源图像数据。

在另一个实施例中，只有观看距离和屏幕宽度作为元数据通过在图像设备和显示设备间的接口被提供。在这种情形下，显示设备必须计算要被应用于源3D图像数据的偏移。

在再一个实施例中，如图4中的表格被图像设备转发到显示设备。显示设备使用它的关于目标显示尺寸和/或距离的（它自己的）知识来从这样的表格中挑选一个合适的、要被应用于源图像数据的偏移。胜过先前的实施例的优点在于，它至少允许对应用于源图像数据的偏移进行某种控制。

在简化的实施例中，只有参考屏幕宽度和观看距离被通过盘上的3D源图像数据提供。在该简化的情形下，只有参考屏幕宽度和观看距离被传送给显示器，以及显示器按照与实际屏幕宽度相关的这些值计算所述偏移。在这种情形下，不要求SDS_table，并且参考屏幕宽度和观看距离被嵌入到已有的表格中，即AppInfoBDMV表格，该表格包含有关视频内容的参数，比如视频格式、帧速率等等。AppInfoBDMV的一些部分在下面的表格7中被提供，作为这个表格的带有参考屏幕宽度和观看距离参数的扩展的例子。

语法	位数	助记符
			AppInfoBDMV() {
Length	32	uimsbf
			reserved_for_future_use	1	bslbf
field not relevant to this invention	1	bslbf
			field not relevant to this invention	1	bslbf
reserved_for_future_use	5	bslbf
			video_format	4	bslbf
frame_rate	4	bslbf
			ref_screenwidth	8	uimsbf
ref_view_distance	16	uimsbf
			field not relevant to this invention	8*32	bslbf
}

表格7，指示通过诸如HDMI的高带宽数字接口传送的3D图像信号的参数的AppInfoBDMV表格。

length：指示在该表格中的字节数。

video_format：该字段指示在盘上包含并通过HDMI被传送到显示器的内容的视频格式，例如1920*1080p。

frame_rate：该字段指示通过HDMI接口被传送到显示器的内容的帧速率。

ref_screenwidth：显示器的以cm计的参考屏幕宽度。值0意味着该屏幕宽度未定义或未知。

ref_view_distance：到显示器的以cm计的参考观看距离。值0意味着观看距离未定义或未知。

因此，上述实施例参照表格5-7描述了用于处理诸如视频、图形或其他视觉信息的三维（3D）图像数据的系统，其包括耦合到3D显示设备的3D图像设备，用于转送3D显示信号。在这个实施例中，按照本发明的3D图像设备包括：用于检索源偏移数据的输入装置（51），该源偏移数据基于在源空间观看配置中的源宽度和观看者的源眼距而指示为所述3D图像数据提供的L图像和R图像间的双眼像差异；以及用于输出3D显示信号的输出装置，其特征在于，3D图像设备适于将元数据添加到3D显示信号，该元数据至少指示源偏移数据，该源偏移数据基于在源空间观看配置中的源宽度和观看者的源眼距而指示为所述3D图像数据提供的L图像和R图像间的双眼像差异。

按照本发明的这个实施例的3D显示设备适于接收包括L和R图像的3D显示信号，以及通过用偏移O改变图像L和R的相互水平位置来补偿在源空间观看配置和目标空间观看配置间的差异，和

-显示元数据装置（112,192），其用于提供3D显示元数据，所述3D显示元数据包括指示在目标空间观看配置中显示的3D数据的目标宽度的目标数据，

-用于从3D显示信号中提取源偏移数据的装置，该源偏移数据基于在源空间观看配置中的源宽度和观看者的源眼距而指示为所述3D图像数据提供的L图像和R图像间的双眼像差异，

该3D显示设备还被安排成依赖于源偏移数据确定偏移O。

因此，参照表格5-7描述的系统的实施例相当于机械的反转，其中由3D源设备做出的处理部分是由3D显示设备执行的。因此，在本发明的另外的实施例中，该3D显示设备可以执行在本发明的其它实施例中描述的3D图像处理（图像裁剪、重新缩放、添加侧窗帘等等）。

在本发明的进一步的改进中，还致力于在画中画（PIP）的情形下操控移位的能力。

立体图像中的深度的量取决于图像的尺寸和观看者到图像的距离。当引入立体PIP时，量这个问题甚至更突出，因为就PIP来说可能使用几个缩放因子。每个缩放因子将导致在立体PIP中深度的不同感知。

按照在蓝光光盘情形下的特定实施例，对于PIP应用的缩放因子与在相依的视频流中携带的偏移元数据流的选择相链接，以使得所选择的偏移元数据取决于PIP的尺寸（直接或间接地通过缩放因子）。

为了使得有可能链接PIP的缩放/尺寸与偏移元数据流，需要下面各条信息中的至少一条：

-用对于立体PIP的条目扩展STN_table_SS。这是通过添加“secondary_video_stream”条目到当前定义的STN_table_SS而完成的。

-在该新条目中，添加PIP_offset_reference_ID以标识哪个偏移流将选择用于PIP。因为PIP的缩放因子在播放列表的pip_metadata扩展数据中被定义，所以这意味着每个播放列表中至少有一个用于被缩放的PIP的缩放因子。另外，有用于PIP的全屏版本的PIP_offset_reference_ID。

-可选择地，扩展所述条目以使得它允许带有偏移的立体视频和带有偏移的2D视频。

-可选择地，如果立体PIP将支持字幕，则这些条目也需要被扩展以用于立体字幕和用于基于2D+偏移的字幕。对于2D+偏移PIP，我们假设PiP字幕将使用与PiP本身相同的偏移。

这里是在已知的STN_table_SS中的改变的一个详细例子

其中，在该表格中，使用以下的语义：

PiP_offset_sequence_id_ref：这个字段规定一个标识符来引用偏移值的流。这个偏移值的流作为表格在MVC SEI消息中被载送，每个GOP一个。应用的偏移的量取决于plane_offset_value和plane_offset_direction。

PiP_Full_Screen_offset_sequence_id_ref：这个字段规定一个标识符来引用对于当PiP缩放因子被设置为全屏时的偏移值的流。

is_SS_PiP：该标志用于指示该PiP是否是立体流。

stream_entry()：包含分组的PID，所述分组在盘上的传输流中包含PiP流。

stream_attributes()：指示视频的编码类型。

SS_PiP_offset_sequence_id_ref：这个字段规定一个标识符来引用对于立体PIP的偏移值的流。

SS_PiP_PG_textST_offset_sequence_id_ref：这个字段规定一个标识符来引用对于立体PiP的字幕的偏移值的流。

dialog_region_offset_valid_flag：指示适用于基于文本的字幕的偏移量。

Left_eye_SS_PIP_SS_PG_textST_stream_id_ref：这个字段指示用于对于立体PiP的左眼立体字幕流的标识符。

Right_eye_SS_PIP_SS_PG_textST_stream_id_ref：这个字段指示用于对于立体PiP的右眼立体字幕流的标识符。

SS_PiP_SS_PG_text_ST_offset_sequence_id_ref：这个字段规定一个标识符来引用用于立体PiP的立体字幕的偏移值的流。

SS_PiP_Full_Screen_SS_PG_textST_offset_sequence_id_ref：这个字段规定一个标识符来引用用于立体PiP在全屏模式下的立体字幕的偏移值的流。

图6显示了观看距离的补偿。该图是类似于图2的顶视图，它显示了具有屏幕62的源空间观看配置，屏幕62具有由箭头W1指示的源宽度。到观看者的源距离由箭头D1指示。该图还显示了具有屏幕61的目标空间观看配置，屏幕61具有由箭头W2指示的源宽度。到观看者的目标距离D_t由箭头D3指示。在该图中，源眼睛和目标眼睛一致并且E_s等于E_t。最佳观看距离D2被以与屏幕宽度的比率成比例地选择（因此W1/D1=W2/D2）。由箭头63指示的相应的最佳偏移将被应用，而无需进行以上阐述的观看距离补偿来补偿屏幕尺寸差异。

然而，实际观看距离D3偏离于最佳距离D2。实际上，在家中的观看者距离可能不匹配于D2/D1=W2/W1，典型地将更远一些。因此，以上提到的偏移校正将不能使观看体验与在大屏幕上的完全一样。我们现在假设观看者处于D3>D2。源观看者将看到对象在源屏幕62的前边，当越接近大屏幕观看时该对象将越移近观看者。然而，当应用了标称偏移校正时和当在D3处观看时，在小屏幕上显示的该对象将比预期的看起来离观看者更远。

定位于大屏幕深度的对象，当在D3处在小的（被进行偏移补偿的）屏幕上被观看时，变成在大屏幕深度后边的对象。提出了以这样的方式用由箭头63所指示的补偿观看距离的偏移来补偿错误的定位，即：使得该对象仍旧看起来处于当在源屏幕上被观看时它的预期深度（即大屏幕深度）处。例如，电影院是源配置，而家庭是目标配置。用来适配观看距离间的差异的偏移的补偿由箭头64指示，并被如下地计算。针对于观看者到3D显示器的目标观看距离、以及具有源观看距离的源空间观看配置，所述补偿的偏移基于下式被确定：

O_cv = O / (1 + D_t / D_s - W_t / W_s )。

可替换地，基于以像素计的分辨率以及屏幕尺寸，该公式是

O_cv(pix) = E * (1-W_t / W_s ) * D_s /( D_t + D_s - W_t / W_s * D_s )/ W_t * HP_t

所述补偿的偏移被确定用于目标空间观看配置，其中观看距离与源观看距离的比率不是成比例地匹配于屏幕尺寸比率W_t / W_s。

应指出，双眼像差异与深度间的关系是非线性的，然而，有限的范围（大屏幕周围的深度）可以线性地近似。因此，如果对象在深度上离大屏幕不是太远，则在应用观看距离补偿的偏移时，当在小屏幕上在D3处被观看时它们将看起来是“未失真的”。

当所述对象相对地离大屏幕更远时，将有某种失真，然而由于补偿的偏移，这通常会保持在最小值。假设是：导演将通常设法使大多数对象（大致对称地分布）在大屏幕周围。因此，在大多数情形下，该失真将是最小的。应指出，当观看者比预期的更远离屏幕时，所述对象仍然太小，与此同时深度至少被部分地补偿。该补偿达到在最大深度校正和所感知的2D尺寸之间的中间路线。

应指出，源屏幕宽度可以通过W_s = E_s / O_s 而被计算。屏幕尺寸比率可用源偏移和目标偏移O的比率来代替（假设有相同的眼距），这导致

O_cv = O / (1 + D_t / D_s - O_s / O )。

在实施例中，偏移值和观看距离的表格可以被包括在3D图像信号中。现在，如果对于一些照相机镜头，所述失真不是最小的，则内容制作者可经由该表格——其包含对于各种家庭屏幕尺寸和距离的偏移信息——而修改被补偿的偏移。这样的表格可被包括在3D图像信号中，在每一个新帧或图片组处、或者在新的摄像机镜头处，其中对于对象距离的重心不同于大屏幕距离。经由所述的重复表格，偏移可以以对于人类观看者而言舒适的速度被修改。

应指出，本发明可以通过使用可编程组件以硬件和/或软件实现。用于实现本发明的方法具有如下步骤。第一步骤是提供定义3D显示器的空间显示参数的3D显示元数据。另一步骤是处理被安排用于源空间观看配置的源3D图像数据以生成用于在目标空间观看配置中的3D显示器上显示的3D显示信号。如上所述，3D显示元数据包括目标宽度数据，其指示在具有目标观看者的目标眼距的目标空间观看配置中的3D显示器的目标宽度。该方法还包括提供和应用如上所述的用于设备的源偏移数据的步骤。

尽管本发明主要通过使用蓝光光盘的实施例来解释，但本发明也适合于任何的3D信号、转送或存储格式，例如被格式化以经由互联网分发。而且，源偏移数据或者可以被包括在3D图像信号中，或者可以被单独地提供。源偏移数据可以以各种方式被提供，如以米、英寸和/或像素计，来用于预定义的总屏幕尺寸。本发明可以以任何合适的形式被实现，包括硬件、软件、固件或它们的任意组合。本发明可以可选择地被实现为例如在创作或显示设置中的方法、或至少部分地实现为运行于一个或多个数据处理器和/或数字信号处理器上的计算机软件。

应意识到，为了清晰起见，以上的描述已经参照不同的功能单元和处理器描述了本发明的实施例。然而，本发明并不限于这些实施例，而是在于每一个新颖的特征或所描述的特征的组合。可以使用在不同的功能单元或处理器之间的任何适当的功能性分布。例如，被举例说明为由分开的单元、处理器或控制器执行的功能性可以由同一处理器或控制器执行。因此，对特定的功能单元的提及只被视作提及合适的、用于提供所描述的功能性的装置，而不表示严格的逻辑或物理结构或组织。

此外，尽管被一个个地列出，但多个装置、单元或方法步骤可以由例如单个单元或处理器来实现。另外，尽管一个个特征可能被包括在不同的权利要求中，但这些特征有可能被有利地组合，并且包括在不同的权利要求中并不意味着特征的组合是不可行的和/或不是有利的。而且，特征被包括在一种类别的权利要求中并不意味着其限于这一类别，而是表明该特征同样可酌情而应用于其它权利要求类别。而且，特征在权利要求中的次序并不意味着特征必须按照其来工作的任何特定的次序，尤其是，在方法权利要求中一个个步骤的次序并不意味着所述步骤必须以这种次序来执行。而是，所述步骤可以以任何适当的次序被执行。另外，单数的提及不排除复数。因此对“一”、“一个”、“第一”、“第二”等的提及并不排除复数。在权利要求中的参考标记仅仅作为澄清性的例子被提供，无论如何不应被解释为限制权利要求的范围。词语“包括”并不排除所列的那些之外的其它元素或步骤的存在。

Claims

1.用于处理三维[3D]图像数据以便在目标空间观看配置中在3D显示器上显示给观看者的设备，该3D图像数据至少代表要被再现给左眼的左图像L和要被再现给右眼的右图像R，

该设备包括：

-处理器（52,18），用于通过以下方式处理所述3D图像数据以生成用于3D显示器的3D显示信号（56），即：用偏移O改变图像L和R的相互水平位置，和

-显示元数据装置（112,192），用于提供3D显示元数据，所述3D显示元数据包括指示在目标空间观看配置中显示的3D数据的目标宽度的目标数据，

-输入装置（51），用于检索指示为所述3D图像数据提供的L图像和R图像间的双眼像差异的源数据，

其特征在于

所述3D图像数据是用于在源空间观看配置中再现的，其中被再现的图像具有源宽度，以及

所述源数据是基于在源空间观看配置中的源宽度和观看者的源眼距的源偏移数据，所述源偏移数据包括用于通过偏移而改变图像L和R的相互水平位置以补偿在源空间观看配置和目标空间观看配置间的差异的偏移参数，

处理器(52)还被安排来

-依赖于该偏移参数而确定偏移O。

2.如权利要求1中要求的设备，其中所述偏移参数包括以下至少一项：

-用于目标3D显示器的第一目标宽度的至少第一目标偏移值；

-源偏移距离比率值，其基于

；

O_sp = HP_s * E_s / W_s;

-源观看距离数据（42），其指示在源空间观看配置中观看者到显示器的参考距离；

-边界偏移数据，其指示偏移O在左图像L的位置和右图像R的位置上的分摊；

以及所述处理器（52）被安排成来依赖于各个偏移参数而确定偏移O。

3.如权利要求2中要求的设备，其中处理器（52）被安排用于以下至少一项：

-依赖于第一目标宽度和目标宽度的对应关系而确定偏移O;

-把偏移确定为对于目标观看者的目标眼距和目标宽度的目标距离比率O_td，所述确定是基于

O_td = E_t / W_t–O_sd;

-确定对于目标观看者的目标眼距和用于3D显示信号的目标宽度的以像素计的偏移，该3D显示信号具有以像素计的目标水平分辨率HP_t，所述确定是基于

O_p = HP_t * E_t / W_t–O_sp ;

-依赖于源观看距离数据与第一目标偏移值、源偏移距离值和源偏移像素值中的至少一项的组合而确定偏移O；

-依赖于边界偏移数据，确定偏移O在左图像L的位置和右图像R的位置上的分摊。

4.如权利要求1中要求的设备，其中源偏移数据包括对于第一目标宽度的、对于第一观看距离的至少第一目标偏移值 O_t11 以及对于第二观看距离的至少第二目标偏移值 O_t112 ，并且处理器（52）被安排成依赖于第一目标宽度和目标宽度的对应关系以及实际观看距离和第一或第二观看距离的对应关系而确定偏移O 。

5.如权利要求1或2中要求的设备，其中该设备包括观看者元数据装置（111,191），用于提供观看者元数据，所述观看者元数据定义观看者相对于3D显示器的空间观看参数，所述空间观看参数包括以下至少一项：

-目标眼距；

-观看者到3D显示器的目标观看距离；

以及所述处理器被安排成依赖于目标眼距和目标观看距离的至少一项而确定偏移。

6.如权利要求1中要求的设备，其中处理器（52）被安排成确定对观看者到3D显示器的目标观看距离进行补偿的偏移，所述源空间观看配置具有源观看距离，所述确定是基于

O_cv = O / (1 + D_t / D_s - W_t / W_s )。

7.如权利要求1中要求的设备，其中源3D图像数据包括源偏移数据，以及处理器（52）被安排成从源3D图像数据检索源偏移数据。

8.如权利要求1中要求的设备，其中该设备包括输入装置（51），用于从记录载体检索源3D图像数据，或其中该设备是3D显示设备并且它包括用于显示3D图像数据的3D显示器（17）。

9.如权利要求1中要求的设备，其中处理器（52）被安排成通过把以下至少一项应用到预期用于显示区域的3D显示信号而适应所述相互改变的水平位置：

-裁剪由于所述改变而超出显示区域的图像数据；

-添加像素到3D显示信号的左和/或右边界以便扩展显示区域；

-缩放相互改变的L和R图像以适合于该显示区域；

-裁剪由于所述改变而超出显示区域的图像数据，以及消隐在其他图像中的相应的数据。

10.用于处理三维[3D]图像数据以便在目标空间观看配置中在3D显示器上显示给观看者的方法，该3D图像数据至少代表要被再现给左眼的左图像L和要被再现给右眼的右图像R，

该方法包括以下步骤：

-通过以下方式处理所述3D图像数据以生成用于3D显示器的3D显示信号，即：用偏移O改变图像L和R的相互水平位置，

-提供3D显示元数据，所述3D显示元数据包括指示在目标空间观看配置中显示的3D数据的目标宽度的目标宽度数据，和

-检索源数据，该源数据指示为所述3D图像数据提供的L图像和R图像间的双眼像差异，

其特征在于，

所述源数据是基于在源空间观看配置中的源宽度和观看者的源眼距的源偏移数据，所述源偏移数据包括用于通过偏移而改变图像L和R的相互水平位置以补偿在源空间观看配置和目标空间观看配置间的差异的偏移参数，和

-依赖于偏移参数而确定偏移O。